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Chapitre 11 : Composants actifs |
11-3 COMPOSANTS SOLIDES
DIPOLES
Diodes varactor
Diodes PIN
Diodes Schottky (détection et mélange)
Diodes Gunn
Diodes à avalanche et temps de transit (IMPATT) (IMPact ionization Avalanche Transit-Time)
QUADRIPOLES
Transistors bipolaires
Transistors à effet de champ (FET)
Figure 113-1 Performance des composants solides
DIODE VARACTOR
Figure 113-2 Caractéristique d'une diode varactor
Une diode varactor est une diode PN polarisée en inverse. Elle se comporte alors comme une capacité variable qui est utilisée pour les accords électronique, les déphaseurs, les multiplicateurs et l'amplification paramétrique.
DIODE PIN
Figure 113-3 Caractéristique d'une diode PIN
La diode PIN, grâce à la couche intrisèque qui sépare la couche N de la couche P a une très faible capacité. Cette diode est utilisée pour réaliser des atténuateurs variables, des modulateurs, des portes.
DIODES A POINTE
Figure 113-4 Diode à Pointe
La diode à pointe est utilée pour détecter de faible signaux jusqu'à 100 GHz
DIODE SCHOTTKY
Figure 113-5 Diode Schottky
La diode à pointe est utilée pour détecter de faible signaux jusqu'à 40 GHz, sa structure plane lui donne une capacité parasite plus élevée que la diode à pointe.
La diode Schottky est aussi utilisée pour la détection hétérodyne par changement de fréquences avec des rendements de convertion de l'ordre de -10dB à 10 GHz.
Voir le cours de traitement du signal :
http://tice.ens2m.fr/tsa/10melange/101definition/101principe.htm
Figure 113-6 Mélangeur de réception à diode Shottky
DIODE GUNN
Figure 113-7 Structure de bande de composés III-V
La structure de bande des composés III-V type GaAs ou InP fait apparaître deux vallées G et L correspondant à des masses apparanetes des électrons différentes, plus élevée dans la vallée L que dans la vallée G donnant une mobilité plus élevées dans la vallée G que dans la vallée L.
(113-1)
(113-2)
| GaAs | InP | ||
| Eg | 1,42 | 1,3 | eV |
| DE | 0,35 | 0,3 | eV |
 |
0,067 | 0,077 | m0 |
 |
0,45 | 0,42 | m0 |
Figure 113-8 Données caractéristiques de composés III-V
Figure 113-9 Evolution de la vitesse des porteurs
Au delà d'un champs de seuil, apparaît une zone de resistance différentielle négative.
Conditions nécessaires à l'obtention d'une zone de résistance différentielle négative
Figure 113-10 Dimension d'une diode Gunn limitée par deux contact ohmiques
(113-3)
(113-4)
DIODE IMPATT
Figure 113-11 Caractéristique d'une diode Impatt
La diode Impatt est constituée dune zone d'avalanche ou se multiplie les porteurs par choc avec le réseau et d'une zone de transit faiblement dopée.
Le taux d'ionisation est exponentiel
(113-5)
Le courant se calcule par la formule de Read
(113-6)
avec :
(113-7)
La condition d'avalanche s'écrit :
(113-8)
Figure 113-12 Evolution du courant dans une diode Impatt
La puissance émise se calcule par :
(113-9)
et la fréquence d'oscillation par :
(113-10)
Avec une diode Impatt, on peut obtenir à 10GHz des puissances de l'ordre de 10W.
Figure 113-13 Oscillateur à diode Impatt
Figure 113-14 Amplificateur à diodes Impatt à plusieurs étages
TRANSISTOR BIPOLAIRE
Figure 113-15 Transistor bipolaire
Figure 113-16 Etage amplificateur à transistors bipolaires
TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP
Figure 113-17 Transistor à effet de champ
Figure 113-18 Vue de dessus d'un transistor à effet de champ
Figure 113-19 Différents boitiers de transistor à effet de champ
CIRCUIT INTEGRE MICRO-ONDE
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